CN110365671B - 一种支持隐私保护的群智感知激励机制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种支持隐私保护的群智感知激励机制方法,任务发布者通过服务器发布任务,任务执行者在数据提交前先进行任务执行者服务属性与任务需求间的匹配,然后根据匹配结果服务器选择任务执行者并推送任务信息;任务执行者和服务器提供匹配度计算相应证据到可信第三方的公告栏上进行验证;合格的任务执行者提交参与任务数的密文形式到可信第三方的公告栏上,计算所有合格任务执行者的密文以得到不同任务的参与人数;任务工作者通过任务发布者提交到公告栏上的真值承诺和数据质量表验证所得到的数据质量,任务发布者根据任务参与人数和数据质量表计算报酬并奖励任务执行者和服务器。本发明提高了任务发布者最终获得的任务结果的质量。
Description
技术领域
本发明属于物联网技术领域,具体涉及一种支持隐私保护的群智感知激励机制方法。
背景技术
随着移动终端的大范围普及,其上嵌入的各种传感器为群智感知的发展提供了良好的硬件基础。相较于传统的固定传感器网络,群智感知有着低成本、大范围、及时便利等的优势。然而,由于工作者和服务器的利益复杂性,其可信任性往往是不可控的。
一般而言体现在下面几个方面:首先,服务器在选择合格的任务执行者时,因利益驱动可能会窃取任务执行者的隐私信息,任务工作者也可能谎报自己的匹配资格,并且服务器存在通过谎报名额和数据质量吃空饷的可能,使得任务执行者应得的金额会被服务器恶意篡改,任务发布者所支付报酬会受到欺诈。其次,若是简单的公开每个任务对应的用户和数据质量以供验证,用户隐私可能遭到关联攻击而泄露。为了在实现保护隐私的同时公平地进行报酬分配,需要设计合适的激励机制,使得服务器在节点选择实现可验证,公平公正计算和分配报酬。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足,提供一种支持隐私保护的群智感知激励机制方法,在隐私保护的同时,能有效的进行用户匹配,公正地分配报酬,提高了工作者的积极性,并避免服务器的恶意行为,减少任务发布者的损失。
本发明采用以下技术方案:
一种支持隐私保护的群智感知激励机制方法,任务发布者通过服务器发布任务,在不泄露任务发布者的隐私和任务需求的前提下,任务执行者在数据提交前先进行任务执行者服务属性与任务需求间的匹配,然后根据匹配结果服务器选择合格的任务执行者,并推送任务信息;任务执行者和服务器提供匹配度计算相应证据到可信第三方的公告栏上进行验证;在任务发布者发放报酬阶段,合格的任务执行者提交参与任务数的密文形式到可信第三方的公告栏上,在用户匹配度的正确性被验证通过之后,能够计算所有合格任务执行者的密文以得到不同任务的参与人数;任务工作者通过任务发布者提交到公告栏上的真值承诺和数据质量表验证所得到的数据质量,任务发布者根据任务参与人数和数据质量表计算报酬并奖励任务执行者和服务器。
具体的,包括以下步骤:
S1、任务执行者在进行用户匹配计算之前,将服务能力集合X的承诺集合C以及X属性的平方承诺集合C’提交到可信第三方的公告栏上;
S2、在隐私保护的前提下,服务器依据任务属性集合Y与任务执行者的服务能力属性集合X进行交互计算得到数据a,同时任务执行者得到数据b,任务执行者和服务器获得最终的匹配值a+b;
S3、任务执行者将匹配值a+b,所有的任务发布者将任务属性集合Y以及Y属性的平方承诺集合D’提交到可信第三方公告栏,任何人根据服务能力集合X的承诺集合C,以及X属性的平方承诺集合C’,匹配值a+b,任务属性集合Y以及Y属性的平方承诺集合D’验证a+b是否是正确的匹配值;
S4、在任务发布者发放报酬阶段,合格的任务执行者将参与的任务数以密文形式Si提交给公告栏;
S5、任何人根据可信第三方公告栏上的所有任务发布者的密文Si计算出∑Si,通过∑Si可以得到所有任务的参与人数Ci;
S6、任务发布者发布所有的质量评估表W真值承诺O到公告栏上,任务执行者进行数据质量的正确性验证,根据任务执行者密文,在可信第三方公告栏上任何人都可得到任务参与人数Ci,任务发布者根据验证后的数据质量和任务参与人数计算报酬以奖励任务执行者和服务器。
进一步的,步骤S1中,任务执行者服务能力集合X的承诺集合C以及X属性的平方承诺集合C’计算如下:
同理,任务属性集合Y的的平方承诺集合D’计算如下:
其中,i=1,...,n,n1是大素数,g1是模n1的本原元,xi是任务执行者服务属性,ci,是对应属性承诺,ci’是对应属性平方承诺,yi是任务属性,di’是对应任务属性平方承诺。
其中,C为任务执行者A,共识节点B共同决定的n*n/2随机矩阵,R为任务执行者A产生的基为n/2随机向量,X+C*R由任务执行者A产生并传递给共识节点B;
其中,CT*Y由共识节点B产生并传递给任务执行者A,a+b即为任务属性和执行者服务能力的匹配度。
进一步的,步骤S3,验证用户匹配度的验证公式为:
其中,n1是大素数,g1是模n1的本原元。
进一步的,步骤S4中,任务参与者i参与的任务数的编码为:
其中,M是任务参与者数量的的上限;根据Elgamal同态加密得到密文Si为:
进一步的,步骤S5中,∑Si计算如下:
∑iTi=0,∑iKi=0
更进一步的,通过小步大步算法和指数积分法计算∑iVi为:
∑iVi=M0*C1+...+M(k-1)*Ck
其中,(C1,C2,…,Ck)分别是k个任务相应的参与人数。。
进一步的,步骤S6中,在不泄露真值的条件下,验证结果是否正确的计算如下:
与现有技术相比,本发明至少具有以下有益效果:
本发明提出了一种支持隐私保护的群智感知激励机制方法,可以在保护隐私的同时,更加公正的选择任务节点,并且通过合格的任务参与者来计算任务的参与人数以及验证数据质量,避免了服务器因为私利通过谎报名额和数据质量吃空饷以及恶意篡改任务节点应得的报酬,同时减少了任务发布者的损失,实现了工作者报酬可验证性。发明中服务器在节点选择的计算实现可验证性,报酬计算和分配部分保证了公平公正,有效的提高了工作者的积极性。
进一步的,步骤S1通过将任务参与者的将服务能力集合X的承诺集合C以及X属性的平方承诺集合C’提交到可信第三方的公告栏上,以此来为之后的任务执行者匹配程度可验证计算打下基础。
进一步的,步骤S2通过双方安全计算已得到数据a、b,将原有的用户匹配计算转换为隐私保护下的安全计算,即a+b的值便是最终的匹配结果,同时未泄露匹配双方所拥有的隐私信息。
进一步的,步骤S3中,任务执行者将匹配值a+b,所有的任务发布者将任务属性集合Y(y1,…yn)以及Y属性的平方承诺集合D’提交到可信第三方公告栏,任何人都可以根据服务能力集合X的承诺集合C,以及X属性的平方承诺集合C’,匹配值a+b,任务属性集合Y以及Y属性的平方承诺集合D’来验证a+b是否是正确的匹配值。
进一步的,步骤S4中,为公正的得到任务的参与人数,合格的任务参与者加密并提交自己所参与的所有任务数量。
进一步的,步骤S5中,任何人都可以根据公告栏上的任务参与者的密文计算每个任务参与的人数。
进一步的,步骤S6中,任务执行者可以根据公告栏上真值承诺和任务执行者数据进行数据质量的正确性验证。
进一步的,步骤S7中,保护隐私的同时可以公正地计算出用户匹配值,在可信第三方可验证用户匹配值并计算任务的合格参与人数,数据质量,任务发布者据此以奖励任务执行者和服务器。
综上所述,本发明激励方法综合分析可在保护隐私的同时降低不合格数据质量的参与度,提高了任务发布者最终获得的任务结果的质量,避免了服务器因为私利谎报名额和修改质量吃空饷,以及恶意篡改任务节点应得的报酬,同时减少了任务发布者的损失,实现了工作者报酬可验证性,提高了工作者积极性。
下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明激励机制框架图。
具体实施方式
本发明提供了一种支持隐私保护的群智感知激励机制方法,首先,任务发布者通过服务器发布任务,在不泄露任务发布者的隐私和任务需求的前提下,任务执行者在数据提交之前进行任务执行者服务属性与任务需求间的匹配。然后根据匹配结果服务器可选择合格的任务执行者,并推送任务信息。考虑到任务发布者和服务器之间的不诚实以及协同作弊的问题,任何人都可以在第三方可信机构的公告栏上进行验证。接着为了保证服务器激励过程中的隐私与公正性,任务执行者提交参与任务数的密文形式到公告栏上,根据合格任务执行者的密文可以得到不同任务的参与人数。此外,任务执行者可以在可信第三方通过真值承诺和数据质量表验证所得到的数据质量。最后任务发布者根据任务执行者人数和数据质量表奖励任务执行者和服务器。
请参阅图1,本发明一种支持隐私保护的群智感知激励机制方法,包括任务发布者、服务器、携带移动终端设备的任务执行者和第三方可信机构;用户匹配度由任务执行者和服务器利用双方安全计算得到,在第三方可信机构的公告栏上,任何人均可验证最终的用户匹配度,并由执行者提交密文计算任务的工作者数量;最后,由工作者完成数据质量的验证。整个过程使得群智感知可在隐私保护的前提下,可以公平地进行用户匹配和报酬分配,提交了参与者的积极性。具体步骤如下:
S1、任务执行者服务能力集合X(x1,x2,…,xn)的承诺集合C(c1,c2,…,cn)以及X属性的平方承诺集合C’(c1’,c2’,…,cn’)计算如下
同理,任务属性集合Y(y1,y2,…,yn)的平方承诺集合D’计算如下:
其中,i=1,...,n,n1是大素数,g1是模n1的本原元。xi是任务执行者服务属性,ci,是对应属性承诺,ci’是对应属性平方承诺,yi是任务属性,di’是对应属性平方承诺。
任务执行者A和共识节点B的a,b值计算如下:
B计算
其中C为A,B共同决定的n*n/2随机矩阵,R为A产生的基为n/2随机向量,X+C*R由A产生并传递给B。
A计算
其中,CT*Y由B产生并传递给A。
综上所述,a+b即为任务属性和执行者服务能力的匹配程度。
S3、验证匹配度的正确性的计算如下:
其中,n1是大素数,g1是模n1的本原元;
S4、在隐私保护的同时计算所有任务的参与者数,工作者将提交密Si到第三方可信机构,计算如下:
S5,∑Si计算如下:
∑iTi=0,∑iKi=0
通过小步大步算法和指数积分法计算∑iVi为:
∑iVi=M0*C1+...+M(k-1)*Ck
其中,M是任务参与者数量的的上限,(C1,C2,…,Ck)分别是k个任务相应的参与人数。
S6、在不泄露真值的条件下,验证结果是否正确的计算如下:
综上所述,本发明在对数据质量的提高,服务器的恶意行为的减低,任务发布者损失的减少,任务发布者参与兴趣的提高等方面都有着很好的表现。
以上内容仅为说明本发明的技术思想,不能以此限定本发明的保护范围,凡是按照本发明提出的技术思想,在技术方案基础上所做的任何改动,均落入本发明权利要求书的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种支持隐私保护的群智感知激励机制方法,其特征在于,任务发布者通过服务器发布任务,在不泄露任务发布者的隐私和任务需求的前提下,任务执行者在数据提交前先进行任务执行者服务属性与任务需求间的匹配,然后根据匹配结果服务器选择合格的任务执行者,并推送任务信息;任务执行者和服务器提供匹配度计算相应证据到可信第三方的公告栏上进行验证;在任务发布者发放报酬阶段,合格的任务执行者提交参与任务数的密文形式到可信第三方的公告栏上,在用户匹配度的正确性被验证通过之后,能够计算所有合格任务执行者的密文以得到不同任务的参与人数;任务工作者通过任务发布者提交到公告栏上的真值承诺和数据质量表验证所得到的数据质量,任务发布者根据任务参与人数和数据质量表计算报酬并奖励任务执行者和服务器,包括以下步骤:
S1、任务执行者在进行用户匹配计算之前,将服务能力集合X的承诺集合C以及X属性的平方承诺集合C’提交到可信第三方的公告栏上,任务执行者服务能力集合X的承诺集合C以及X属性的平方承诺集合C’计算如下:
同理,任务属性集合Y的的平方承诺集合D’计算如下:
其中,i=1,...,n,n1是大素数,g1是模n1的本原元,xi是任务执行者服务属性,ci,是对应属性承诺,ci’是对应属性平方承诺,yi是任务属性,di’是对应任务属性平方承诺;
S2、在隐私保护的前提下,服务器依据任务属性集合Y与任务执行者的服务能力属性集合X进行交互计算得到数据a,同时任务执行者得到数据b,任务执行者和服务器获得最终的匹配值a+b;
S3、任务执行者将匹配值a+b,所有的任务发布者将任务属性集合Y以及Y属性的平方承诺集合D’提交到可信第三方公告栏,任何人根据服务能力集合X的承诺集合C,以及X属性的平方承诺集合C’,匹配值a+b,任务属性集合Y以及Y属性的平方承诺集合D’验证a+b是否是正确的匹配值;
S4、在任务发布者发放报酬阶段,合格的任务执行者将参与的任务数以密文形式Si提交给公告栏;
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6.根据权利要求5所述的支持隐私保护的群智感知激励机制方法,其特征在于,通过小步大步算法和指数积分法计算∑iVi为:
∑iVi=M0*C1+...+M(k-1)*Ck
其中,(C1,C2,…,Ck)分别是k个任务相应的参与人数。
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